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第一章化学反应的热效应
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．化学反应中通常伴随着能量的变化，下列说法中错误的是
A．煤燃烧时将部分化学能转化为热能
B．光合作用时将光能转化为电能
C．火药爆炸时将部分化学能转化为动能
D．镁条燃烧时将部分化学能转化为光能
2．下列关于能量变化的说法，正确的是
A．将等质量的红磷和白磷完全燃烧生成P2O5(s)放出热量相同
B．2Na+ 2H2O= 2NaOH+H2↑ 该反应生成物的总能量高于反应物的总能量
C．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
D．化学键的断裂是吸热过程，并且一定发生了化学变化
3．下列应用涉及的主要化学反应中生成物的总能量大于反应物的是
A．由铝粉与三氧化钨冶炼钨 B．由石灰石制取生石灰
C．由和合成 D．酒精燃烧
4．下列关于化学反应的反应热的描述中正确的是
A．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生放热反应
B．和反应的中和热，则和反应的中和热
C．同温同压下，在光照和点燃条件下的相同
D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多
5．CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol 1②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol 1③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol 1则该催化重整反应的ΔH等于
A．-580 kJ·mol 1 B．+247 kJ·mol 1 C．+208 kJ·mol 1 D．-430kJ·mol 1
6．已知热化学反应方程式：
①
②
下列说法正确的是
A．反应①： B．CO的燃烧热是
C．C生成需要吸收热量 D．盖斯定律可间接获得不方便测量的反应热
7．下列对于化学反应过程的理解，错误的是
A．化学过程中同时存在物质和能量的变化
B．凡是能量变化一定发生在化学变化中
C．化学反应中同时存在质量守恒和能量守恒
D．能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础
8．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A．反应生成1molN2时转移4mole-
B．1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和
C．每有1mol氮氮三键形成时，该反应放出139 kJ的能量
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
二、填空题
9．化学反应中能量转化的形式
利用化学反应将化学能转化为 、 、 等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。化学家也常常利用 、 、 等促使很多化学反应发生，获得所需要的物质。
10．与反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ的热量，写出该反应的热化学方程式 。若1g水蒸气转化为液态水，放出2.44kJ的热量，计算的 。
11．中和热是一类重要的反应热，也是化学研究的重要课题。已知强酸稀溶液与强碱稀溶液发生反应生成1 mol H2O(l)的焓变为：ΔH1=-57.3 kJ/mol。
(1)下列各组试剂混合发生反应的离子方程式为H＋＋OH-=H2O的是 (填字母)。
A．稀硫酸与氢氧化钡溶液
B．盐酸与氢氧化钠溶液
C．浓硫酸与氢氧化钠固体
D．硫酸氢钠溶液与氢氧化钾溶液
E．氢氧化镁溶于稀盐酸
(2)若稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成1 mol H2O(l)，则反应放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)57.3 kJ，原因是 (从化学键的角度简单解释即可)。
(3)若稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol H2O(l)，则反应放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)57.3 kJ，原因是 。
(4)醋酸(CH3COOH)是一种常见弱酸，醋酸与氢氧化钠稀溶液反应生成1 mol H2O(l) 的焓变为： ΔH2=a kJ/mol，则ΔH1和ΔH2的大小关系为ΔH1 ΔH2(填“>”“=”或“＜”)。
12．化学反应中均伴随有能量变化。
回答下列问题：
(1)下列反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量的是 （填选项字母）。
A．与反应
B．乙醇的燃烧反应
C．受热分解
(2)已知时，下列物质的相对能量如表所示：
物质
相对能量（） 0 0
①表示燃烧热的热化学方程式为 。
②转化为 （填“吸收”或“放出”） 的热量。
③分解生成和 （填“吸收”或“放出”） 的热量。
(3)已知：Ⅰ．
Ⅱ．
根据盖斯定律计算 。
三、计算题
13．(1)0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水放出649.5kJ热量，其热化学方程式为： ；又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ/mol，则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。
(2)已知H—H键键能为436kJ·mol-1，H—N键键能为391kJ·mol-1，根据化学方程式：N2+3H2 2NH3 ΔH=-92.4kJ·mol-1，则N≡N键键能是 。
(3)1mol氧气与足量氢气反应生成水蒸气放热483.6kJ，写出该反应的热化学方程式： 。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，写出表示氢气燃烧热的热化学方程式： 。
(4)含11.2gKOH的稀溶液与1L0.1mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46kJ的热量，该离子反应的热化学方程式为 ，则KOH与H2SO4反应的中和热为 。
(5)已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH3=+141kJ·mol-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH= 。
四、解答题
14．某化学兴趣小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，在除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。
甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是 ，说明反应放热。（下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去）
乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是(接①) ，(接②) ，说明反应放热。
丙方案：用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水，支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末，看到的现象是 ，说明反应放热，其原因是 。
15．某化学兴趣小组用盐酸与溶液进行中和反应的反应热测定实验，实验装置如图。试回答下列问题：
(1)实验时玻璃搅拌器的使用方法是 。
(2)某学生记录的实验数据如表所示(已知：实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均为，中和反应结束后溶液的比热容)。
实验序号 起始温度 终止温度
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.2 23.3
2 20.2 20.4 23.4
3 20.4 20.6 23.8
依据该学生的实验数据计算，该实验测得反应放出的热量为 J。
(3)某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你是否同意该同学的观点，为什么？ 。
(4)如果将NaOH溶液换成等量的NaOH固体，那么实验中测得中和反应的反应热 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
16．回答下列问题
(1)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：
物质
燃烧热 ()
则25℃时，和生成的热化学方程式为 。
(2)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应：
a．
b．
c．
d．
e．
根据盖斯定律，反应a的 (写出一个代数式即可)。
(3)甲醇是重要的化工原料，利用和在催化剂的作用下合成甲醇，发生反应： 。
已知反应相关的键能数据如下：
化学键
键能
《第一章化学反应的热效应》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C B C B D B A
1．B
【详解】A．煤是重要的能源，燃烧时放出大量的热能、光能等，A项正确；
B．光合作用时，是将光能转化为化学能，而不是转化为电能，B项错误；
C．火药爆炸时，部分化学能转化为动能，C项正确；
D．镁条燃烧时放出大量的热，发出耀眼的白光，故镁条的部分化学能转化成了光能，D项正确；
故答案选B。
2．C
【详解】A. 等质量的红磷和白磷具有的能量不同，根据盖斯定律，等质量的红磷和白磷完全燃烧生成P2O5(s)放出热量不相同，故A错误；
B. 金属与水反应为放热反应，该反应生成物的总能量低于反应物的总能量，故B错误；
C. 放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，故C正确；
D. 反应热与反应物、生成物的总能量有关，与反应条件无关，故D错误；
故选：C。
3．B
【详解】A．铝粉和三氧化钨反应冶炼钨，为铝热反应，该过程放热，生成物的总能量小于反应物的，A项错误；
B．石灰石分解制取生石灰，该反应为吸热反应，生成物的总能量大于反应物的，B项正确；
C．合成氨工业中由制取，反应为放热反应，生成物的总能量小于反应物的，C项错误；
D．酒精燃烧为放热反应，生成物的总能量小于反应物的总能量，D项错误；
答案选B
4．C
【详解】A．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应，故A错误；
B．中和热是强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时放出的热量，但H2SO4和Ba(OH)2反应时得到硫酸钡沉淀也有生成热，故B错误；
C．反应热与反应物和生成物的总能量相对大小有关，与反应条件和途径无关，故C正确；
D．固态硫变为气态硫需要吸收热量，则等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多，故D错误。
答案选C。
5．B
【分析】根据盖斯定律，2×③-①-②得CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，△H发生相应的改变。
【详解】已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol 1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol 1
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol 1
根据盖斯定律，2×③-①-②得CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)，△H=2×(-111 kJ·mol 1)-(-75 kJ·mol 1)-(-394 kJ·mol 1)=+247 kJ·mol 1，答案选B。
6．D
【详解】A．由热化学方程式可知，反应①为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故A错误；
B．由热化学方程式可知，一氧化碳的燃烧热为283.0kJ/mol，故B错误；
C．由盖斯定律可知，反应①—②可得碳燃烧生成一氧化碳的反应，则反应△H=(—393.5kJ/mol)—(—283.0kJ/mol)= —110.5kJ/mol，所以碳生成一氧化碳会放出热量，故C错误；
D．盖斯定律可用于计算不能直接进行反应的反应热或不容易测量的化学反应的反应热，故D正确；
故选D。
7．B
【详解】A. 在化学反应的过程中都会伴随着物质变化和能量变化，A项正确；
B. 化学变化过程中往往伴随着能量的变化，而有能量变化的不一定是化学变化，如灯泡通电发光放热，是物理变化，B项错误；
C. 化学反应的实质是原子的重新组合,符合质量守恒定律。反应过程中一定伴随能量的变化,符合能量守恒定律。所以所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒，C项正确；
D. 能量的释放和吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分,但以物质为主， 如果物质没有变化，就不能引发能量的变化，D项正确；
答案应选B。
8．A
【详解】A．N2O中N为+1价，1个N2O得到2个电子生成1个N2，1个NO失去2个电子生成1个NO2，因此生成1molN2转移2mol电子，A错误；
B．从图中可知，反应物总能量高于生成物总能量，因此1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和，B正确；
C．该反应的热化学方程式为N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) ΔH=-139kJ/mol，每生成1mol氮氮三键，说明有1mol氮气生成，放出热量139kJ，C正确；
D．该反应的ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=-139kJ/mol，断键吸收的能量之和小于成键释放能量之和，D正确；
故答案选A。
9． 光能 热能 电能 光能 热能 电能
【解析】略
10． H2(g)+ (g)=H2O(g)=- 241.8kJ/mol -285.72kJ/mol
【详解】与反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ的热量，所以热化学方程式为：H2(g)+ (g)=H2O(g)=- 241.8kJ/mol；水的摩尔质量18g/mol，1g水的物质的量为mol，若1g水蒸气转化为液态水，放出2.44kJ的热量，所以1mol水蒸气转化为液态水，放出2.44×18=43.92kJ的热量，因此的=-(241.8+43.92)=-285.72kJ/mol。
11．(1)BD
(2) 大于 生成BaSO4沉淀时有新化学键的形成，会放出更多的热量
(3) 大于 氢氧化钠固体溶解放热
(4)＜
【详解】（1）A．表示强酸、强碱反应产生可溶性盐和1 mol水，稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，硫酸钡不能拆分为离子，所以离子方程式不是，A错误；
B．盐酸与氢氧化钠溶液反应生成NaCl和水，离子方程式为，B正确；
C．浓硫酸与氢氧化钠固体，其存在形式主要不是自由移动的离子，不能用离子方程式表示，C错误；
D．硫酸氢钠溶液与氢氧化钾溶液反应生成硫酸钠、硫酸钾和水，离子方程式为，D正确；
E．氢氧化镁溶于稀盐酸生成氯化镁和水，氢氧化镁是难溶物质，不能拆分为离子，所以不能用离子方程式表示，E错误；
答案选BD；
（2）稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成硫酸钡沉淀和水，反应中除了中和热以外，还有形成沉淀过程放出的热量，所以若稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成1 mol，则反应放出的热量大于57.3 kJ；
（3）氢氧化钠固体溶解会放热，所以稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol ，则反应放出的热量大于57.3 kJ；
（4）醋酸是弱酸，电离时会吸热，反应放热越多，反应热越小，则醋酸与氢氧化钠稀溶液反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ，则。
12．(1)
(2) 放出 22 吸收 484
(3)
【详解】（1）与的反应为放热反应，乙醇燃烧为放热反应，受热分解为吸热反应，故选C项；
（2）①在时，完全燃烧生成液态水时所放出的热量为的燃烧热。据表中数据可知，的燃烧热，则表示燃烧热的热化学方程式为 ；
②气态水转化为液态水放出热量，据表中数据可知，转化为放出的热量为；
③物质的量为，分解生成和吸收的热量为；
（3）由盖斯定律可知，反应的。
13． B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) H=-2165kJmol-1 1016.5 945.6kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1 OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1 57.3kJ·mol-1 -80kJ·mol-1
【详解】(1)乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，B元素化合价由-3升高至+3，O元素化合价由0降低至-2，0.3mol气态B2H6燃烧时放出649.5kJ能量，则1mol气态B2H6燃烧时放出649.5kJ×=2165kJ能量，因此该反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) H=-2165kJmol-1；标准状况下11.2L气态B2H6的物质的量为=0.5mol，0.5mol气态B2H6燃烧生成固态三氧化二硼和液态水放出2165kJ×0.5=1082.5kJ能量，生成1.5mol液态水，1.5mol液态水汽化需要吸收44kJ×1.5=66kJ能量，因此0.5mol气态乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是1082.5kJ-66kJ=1016.5kJ，故答案为：B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) H=-2165kJmol-1；1016.5。
(2)反应的 H=反应物的总键能-生成物总键能，设N≡N键键能是x kJ·mol-1，因此x+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1，解得x=945.6，故答案为：945.6。
(3)1mol氧气与足量氢气反应生成水蒸气放热483.6kJ，该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1；若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则18g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ×18=44kJ，即H2O(g)=H2O(l) H=-44 kJ·mol-1，氢气的燃烧热表示1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量，由盖斯定律可知，氢气的燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=+(-44 kJ·mol-1)= -285.8kJ·mol-1，故答案为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1；H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1。
(4)11.2gKOH的物质的量为=0.2mol，1L0.1mol·L-1的H2SO4溶液含有H+的物质的量为2×1L×0.1mol·L-1=0.2mol，0.2mol H+和0.2mol OH-反应放出11.46kJ的热量，则1mol H+和1mol OH-反应放出11.46kJ×5=57.3kJ能量，因此该离子反应的热化学方程式为OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1；中和热是指强酸强碱稀溶液反应生成易溶盐和1mol水所放出的能量，因此KOH与H2SO4反应的中和热为57.3kJ·mol-1，故答案为：OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1；57.3kJ·mol-1。
(5)已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1，②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-1，③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)ΔH3=+141kJ·mol-1，由盖斯定律可知，③+2×①-②可得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=[141+2×(-393.5)-(-566)] kJ·mol-1=-80 kJ·mol-1，故答案为：-80 kJ·mol-1。
14． 温度计温度上升 导管口有气泡产生 左边水柱下降，右边水柱上升 无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量，使水蒸发
【详解】方案甲：胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，氧化钙可以和水反应生成氢氧化钙，会看到小试管中固体变成乳状，同时有大量水蒸气产生，温度计温度上升，说明反应放热；
方案乙：①氧化钙可以和水反应生成氢氧化钙，反应会产生大量的热，导致带支管的试管中气压增大，所以会看到乙中接①的烧杯中有气泡产生，接②的细导管左边水柱下降，右边水柱上升，就证明反应放热；
丙方案：生石灰与水反应放出了热量，使水蒸发，无水硫酸铜与水反应生成了蓝色硫酸铜晶体，证明了该反应放热。
15．(1)上下搅动
(2)1337.6
(3)不同意，因为不同的温度计误差不同
(4)偏小
【分析】中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应，且实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差；
【详解】（1）实验时为防止损坏温度计，玻璃搅拌器的使用方法是上下搅动。
（2）由题给信息可知，三次实验混合溶液的温度差分别为3.2℃、3.1℃、3.3℃，温度差的平均值为3.2℃，溶液的总质量为100g，该实验测得反应放出的热量为。
（3）不同的温度计测量时的误差不同，所以不能使用两支温度计分别测量酸和碱的温度。
（4）如果将NaOH溶液换成等量的NaOH固体，由于氢氧化钠固体溶解会放出热量，导致放热增多，使实验测得中和反应的反应热偏小。
16．(1)6+3 H2(g)= △H=
(2)-
(3)-46
【详解】（1）①+O2(g)= CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol，②H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H2=-285.8kJ/mol，③+ O2(g)= +CO2(g)+6H2O(l) △H3= kJ/mol，根据盖斯定律：[①×12+②×6]×-③可得：6+3 H2(g)= △H=；
（2）根据题目所给出的反应方程式关系可知：a=b+c-e=c-d，根据盖斯定律可知：=+-=-；
（3）反应热=反应物总键能-生成物总键能，×2+3×-(×3+326+)-2×=-46；
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